一类梯度折射率微球透镜成像质量的评价

应用光线追迹的方法对一类用悬浮扩散共聚法制成的聚合物球对称梯度折射率微球透镜进行纵、横向球差的理论计算。结果表明:这类梯度折射率微球透镜成像的纵、横向球差较均匀介质球透镜大幅度降低,适合应用于集成光学和微小光学系统。进一步计算提示,若将这类梯度折射率微球透镜球心至表面折射率的差值提高到(理论预期的)0.04左右,成像质量将能得到更大的改善。     

MAXWELL鱼眼微球透镜准直性能的研究

球对称梯度折射率(Gradientrefractiveindex,GRIN)微球透镜具有体积小、光路短、外形易加工、使用易调整,且无螺旋光线、像差小等优越光学性能[1],在微型光学系统和集成光学中具有诱人的应用前景。本文研究了MAXWELL鱼眼微球透镜对由光纤端部出射的发散光束的会聚作用。计算结果表明,若将该种透镜用于光纤耦合准直器,其准直效果将优于由均匀介质球构成的相应系统。     

广义Luneburg微球透镜折射率剖面分布的精确控制

本文分析了“使用不同浓度混合熔盐进行多阶段离子交换的方法”用于制备球对称ＧＲＩＮ球形光学器件的可能性，导出了所得ＧＲＩＮ分布的级数解。对广义Ｌｕｎｅｂｕｒｇ微球透镜所进行的数值计算，获得了最佳工艺条件和满意的ＧＲＩＮ分析。     

GRIN球透镜的光学轨迹

研究了二次抛物线型的GRIN球透镜的光线轨迹方程式；得出其轨迹为椭圆曲线及一些重要结论。     

梯度折射率球透镜的研制

根据菲克定律推导出梯度折射率球透镜的折射率分布函数,熔制了含Li 硅酸盐玻璃及采用槽沉法和Na /Li 离子交换法制备直径为0.3~3.0mm的梯度折射率球透镜,通过干涉法测得了梯度折射率球透镜的折射率分布曲线,研究结果表明:直径为1.6mm的梯度折射率球透镜折射率差为0.002,其折射率分布曲线与双曲正割曲线接近。     

悬浮聚合条件对高分子微球粒径及其光学性能的影响

悬浮扩散共聚法是制备高分子梯度折射率微球较为容易实施的聚合方法。为了制备出粒径大、圆度好、透过率和梯度折射率高的聚合物光学微球 ,本文首先系统地研究了影响苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合的因素 ,并做出了这两种单体不同引发剂浓度下的悬浮聚合时间与转化率曲线 ,为下一步通过第二种单体的扩散共聚合制备出折射率梯度较大的光学微球奠定良好的实验基础。通过对不同搅拌速度、油水比以及几种类型的悬浮分散剂的比较研究 ,我们发现 :在搅拌速度 1 50～ 2 0 0rpm范围内 ,采用部分醇解的PVA(醇解度 88% )作分散剂 ,控制溶液表面张力值在 60～65mN/m左右 ,并选择合适的油水比 (3～ 5) ,可以制备出透过率和圆球率高且粒径较大的聚合物微球     

直接测量自聚焦透镜折射率分布的新方法

在讨论测量自聚焦透镜折射率分布的现有方法的基础上 ,提出了一种直接测量自聚焦透镜折射率分布的新方法———横向干涉法 ,并重点在理论上对这种非破坏性测量的新方法进行了讨论 .     

GRIN聚合物微球用作平行光束至光纤的耦合器的耦合性能研究

梯度折射率微球透镜是一类具有极简单几何形状的新型光学器件,主要依靠介质内特殊的非均匀折射率分布实现其各种光学功能。本文对用各种不同参数的GRIN微球透镜以及均匀球的耦合性能进行了系统的理论分析,证明用GRIN微球透镜耦合性能比均匀球更优越。     

梯度折射率球透镜和棒透镜在眼睛光学中的研究

眼球是一个典型的成像仪器,人眼光学的研究一直都是光学、眼科学和视光学领域的热门课题。在本文中,我们设计了梯度折射率球透镜和梯度折射率棒透镜在眼睛光学中的应用,并与已有的四种眼睛模型和真实眼睛模型进行比较,分析了不同眼睛模型下的球差、径向和切向能量损耗、像差、场曲。     

一种球对称梯度折射率球形透镜的像差

本文分析了一种折射率为球对称梯度分布的球形透镜的像差，得到了该透镜对无限远物点的纵、横向球基及其焦距的精确表达式。严格的数值计算表明，该类透镜的像差明显小于通常的均匀折射率球形透镜，若合适地选取参数，可使前者的像差比后者减少一、两个数量级。     

自聚焦透镜在光纤准直器中的应用分析

分析了自聚焦透镜在光无源器件———光纤准直器中的应用,讨论了自聚焦透镜和光纤之间的耦合及光纤准直器之间的耦合,计算并测量了光纤准直器的损耗,提出了改进办法.     

指数型梯度折射率纤维透镜的高斯光学

本文根据光线轨迹方程,讨论一种等折射率面为指数型变化的梯度折射率纤维透镜的成象特性。导出透镜的等效焦距,主面、焦面位置以及高斯成象公式。     

Characterization of refractive index distribution of polymer optical fiber

A focusing method is developed to characterize the refractive index profile of polymer optical fiber (POF). Based on the refractive index profile the theoretical bandwidth and the core index exponentα (α > 0) of POF are calculated. The results show that the value of theoretical bandwidth agrees well with the experimental data.     

一种新型光纤准直器的研究

球对称梯度折射率微球透镜具有体积小、光路短、外形易加工、使用易调整,且无螺旋光线、像差小等优越性能.研究用其制作光纤耦合用准直器的可能.通过理论计算证明了:在适当的技术参数下,用球对称梯度折射率微球透镜制作的光纤准直器有望达到较高的耦合效率;试用实验室制备的梯度折射率聚合物微球透镜制作了这种新型准直器,测试了它的光学性能.     

非圆柱形等折射率面梯度折射率透镜的成像研究

本文研究了等折射率面为非圆柱形类的梯度折射率透镜的光线传播和近轴成像特性,给出了透镜的高斯参数及近轴成像公式。     

160 Gbps光通信系统中光纤准直器的基准插入损耗与功率代价研究

在几何光学和高斯光束传输理论的基础上,运用矩阵光学原理与高斯光束耦合理论,分析了基于自聚焦透镜光纤准直器引入高速光通信系统的基本插入损耗、回波损耗等特性,并采用光纤衰减基准测试方法对理论计算进行了实验验证.在160 Gbps光通信系统中分析了该器件对系统传输性能的影响,对误码率曲线进行了测试对比,讨论了光纤准直器增大系统功率代价的原因.